后备式UPS改在线式的方法

整机外设

  根据UPS的操作方式,可以将UPS分为在线式和离线式(又叫后备式),在线式UPS的输出电压稳定、输出电源品质最高、无切换时间、保护性能最好、对市电噪音以及浪涌电流的抑制能力最强,但结构复杂,成本较高;离线式UPS则结构简单、成本低,因此现在使用最多的属于离线式UPS。但离线式UPS存在切换时间,大部分时间直接由市电供电,电源品质极差。所以,近日网上有不少朋友发帖,寻求将离线式UPS改为在线式UPS的方法,笔者谈谈个人的经验,供参考。

  一、离线式与在线式的区别

  图1是离线式UPS的基本工作流程,在有市电时,所有的开关S都与A接通,在市电异常或停电时,所有开关S与B接通。可以看出,有市电时,UPS的输出电源是“市电输入→直接输出”,同时市电还经过变压器→整流电路→电池组充电,市电异常或停电时则由“电池组→PWM电路→变压器→逆变输出”供电。

  图2是在线式UPS的基本工作流程图。可以看出,市电并没有直接输出,而是经过UPS处理,因此可以消除市电的各种干扰。

  二、改装原理

  改装的基本出发点就是不将市电直接输出,直接使用UPS在停电状态下的工作输出。但是,由于大部分UPS的电池组容量较小,只能工作几到几十分钟,无法长期工作,因此改装时必须解决。方法之一是直接购买大容量的电池组(严格地讲,这还不是在线式),方法之二是为UPS单独增加一个充电装置,为电池组补充能量。

  三、改装方法

  这里笔者先介绍菜鸟级的改装方法,比较简单,容易成功,但性能略差。

  方法一:增加大容量电池组法

  大容量电池组,如果使用UPS专用的则价格高得惊人,我们可以使用汽车启动电瓶(蓄电池),不但容量大、价格低,而且寿命长、易于维护。一个普通90Ah的汽车启动电瓶价格约150元,24V的电池组需要两个电瓶,对于500W的UPS来说,用这样的电池组在满载时可以工作90Ah×24V÷500W=4.32小时,如果半载时则可以工作8.64小时。这种改装方法的最大优点是适合白天长时间停电而晚上正常供电地区的用户。

  详细操作方法请参见2003年第2期C12版《延长UPS工作时间》一文。

  方法二:增加充电装置法

  方法一所改的UPS实质上是将普通短延时UPS改为了长延时UPS,目的是为了改善电脑系统的供电品质,达到了类似与在线式UPS的效果,严格地讲它不属于在线式UPS。现在,我们来改一个具有真正意义的在线式UPS吧。

  详细操作方法如下:

  1.购买一个300W~500W的电源变压器,要求变压器输出为双24V;两个大于20A的整流二极管,反向工作电压大于200V;一个4700μF的电容,电容耐压大于50V。然后按照图3进行连接,二极管和电容一定要注意区分极性,最好在购买的时候请商家指出具体的极性。在图3中,二极管左边为正极,接变压器,右边为负极,接电容正极。还应该将充电器的正极用红色导线接图4所示的接线片,负极用黑色色导线接图4所示的接线片,其中二极管必须注意散热。整个充电器应当安装在一个盒子里面。

  2.关闭UPS、拔掉UPS的电源插头、拔掉UPS上连接的所有设备的电源线;

  3.用十字(梅花)螺丝刀卸掉UPS外壳的固定螺丝,打开UPS外壳;

  4.此时可以看到里面有两个全密封免维护电瓶,每个电瓶接有两条导线,其中一条导线与另一个电瓶相连,剩下的两条导线一条为红色,这是整个电池组的正极,另一条为黑色,这是整个电池组的负极(如图5);

  5.购买专用的电池组接线柱,一个为红色、一个为黑色,根据接线柱的大小用电钻在UPS的后部钻两个合适的孔,用于固定外接电池组的接线柱;

  6.将UPS内部的电池组红色和黑色线靠近电池组位置分别剥去约5毫米的绝缘层(外皮),找两条至少比UPS内部电池组连线粗的铜芯线,用电烙铁将电池组线与接线柱按照图5连接起来;

  7.将外壳装回去,并紧固所有螺丝;

  8.将充电器正极用红色导线与红色接线柱连接,负极用黑色导线与黑色接线柱连接。

  至此,改装结束。使用时应注意:原来UPS接市电的电源线去掉不用,先开充电器的电源开关,再开UPS的电源开关;关闭时则先关UPS的电源开关,再关充电器的电源开关。

  编后:改造UPS的关键之处在于增加充电装置,对于学过电气技术的读者来讲,应该不是难题。而不懂的读者,一定要请这方面的专业人士帮忙。